天然气计算机计量系统误差分析

井凤燕1 沈雅明2

德州市计量标准设备质量检查中心2 山东 德州 253000

摘要：由于各地和生产厂家的天然气都是不一样的，所以燃气的热值也会有很大的差别，同样的情况下，同样的热量消耗，用户的消耗也会降低，所以采用容积测量是不合适的，所以必须对现行的测量方法进行改进。

关键词：天然气；计算机计量系统；误差

前言

天然气的计量管理是一个复杂的系统工程，牵扯到方方面面，宏观调控和微观调控都有很大的关系，由于受到诸多因素的影响，加之管理的困难，往往会产生一些偏差，所以，在进行天然气计量的过程中，必须对影响计量结果的各个环节进行动态的管理，以保证用户的利益。

1天然气计量的现状

天然气作为一种高效率、洁净的能源和优良的化工原料，其流量的测定已经成为目前天然气工业快速发展和应用中急需解决的问题。流量测量既是一种重要的交易和结算手段，也是一种利用天然气资源的技术手段。流量测量是企业生产和经营管理中必不可少的技术基础。准确的计量不但可以实现公平的交易和结算，而且可以通过改进相关的生产工艺，确保产品的品质，从而降低产品的生产成本，提高生产的安全性，提高经济效益和社会效益。

2天然气流量计量的特点

首先，由于天然气成分的特殊性，在不同区块、不同井位开采、处理、集输过程中，其成分会有不同程度的改变，再加上天然气的含水、腐蚀性成分等因素，对计量仪器的要求也不同。其次，在计量时，天然气的流动状况也会产生较大的影响，如集气量、阀门开关、压缩机启停等，都会引起气体的压力、流量变化，从而影响到计量的准确性。最后，天燃气为易燃、爆炸气体，其集输、交接计量所选用的仪器，特别是电气仪器均为防爆型或本安型。

3基于误差应对的天然气计量系统优化设计

3.1天然气计量系统总体优化分析

天然气测量的主要工作是实现对燃气的即时参数的采集、瞬间的流量、传输、存储、报警、实时的显示（资料及走势图）、定时报告、打印等。为了确保测量的实时、准确和可靠性，必须从硬件方面进行保障。为了减少天然气计量的差错，必须在控制设备的各部分中，确保测量的准确性。气体的绝对压力、差压和温度是最重要的实时数据，而且这些数据对于天然气流量非常的灵敏，任何微小的偏差都会导致数据的大范围的改变，因此，确保数据的准确性非常重要。本公司采用优质的传感元件，实现绝对压力、差压、温度的测量。采用日本横河川仪有限责任公司EJA430A型智能压力传感器及EJA110A差压智能变送器进行了测试。EJA工作方式如下：采用单晶硅谐振式传感器上的H型振荡柱将差压、压力信号转换成频率信号，送入脉冲计数器，然后将两种不同的频差传送至CPU（微处理机）进行处理，然后通过D/A转换成4~20mA直流信号，并将BRAIN/HART的数字信号与该仿真信号进行通讯。膜盒组件中的特征校正存贮器用于储存温度、静压和输入、输出特征的校正资料，通过CPU进行计算，可以得到较好的温度、静压性能和输入/输出性能。

3.2流量采集模块优化

流量计算机测量系统是利用现场压力、温度等数据进行数据收集的一种新型仪器，并在当地建立一个数据仓库，将采集到的数据保存起来。因此，利用电脑流量测量技术可以实现较简便的数据收集，仅用RS232接口即可完成。流量电脑测量装置把现场压力、差压、温度传感器等数据以4~20mA的信号输入到I/V变换电路中。然后用光电绝缘的逻辑控制回路将其分时传输到A/D变换器，并将其转化为数字量。然后经电脑的数据总线DBUS经光电绝缘回路传输至电脑。在接收到的数据后，由计算机根据程序中的运算公式求出瞬间流，然后将其累积成累积流量。上位机与流量电脑之间采用一条特殊的电缆进行通信。然后，在TCP/IP中，每秒都会将收集到的信息和计算的信息传送到10000个TCP/IP。GPRS传送装置根据设置的定时将资料传送至10000个端口。

3.3流量监控模块优化

传统组态软件已经不能适应远程监控的需要，为真实反映井站气井、管线概况，及时反映管线压力、温度、流量等参数的动态变化和检波器阀门等的安全性，并根据预警信号对出现的故障进行维修或应急关闭，或者通过调节取样次数，密切关注，消除安全隐患，就需要构造远程监控系统。该软件可以实时地产生各个参数曲线、柱状图、饼图、报告等，并对其进行分析和判断。由于客户/服务器模型不易安装、可伸缩能力差、维护难度高，因此逐渐被分散的、由服务逻辑覆盖的多层、分散的多层系统所取代，而客户间的连接则经由业务逻辑层与数据服务层面相关联，从而极大地降低了网络的连接数量，增强了服务器的性能和安全性，增强了系统的扩展性。基于这种情况，中央监视器终端的系统设计了基于DCOM的B/S型分布式多层次架构，通过网络服务器与DCOM的中间件作为软总线进行数据通讯。一个有机集成的产品计量体系，必须建立下列主要的资料：实时销售数据，生产实时数据，历史生产数据，历史销售数据，实时安全数据，历史安全数据，历史安全数据，编码与名称的关系表，不仅能接受野外、移动电话等，还能生成历史记录、报警记录等信息，为历史管理、实时监控、报警通知等提供信息。

3.4历史数据管理模块优化

历史资料来自于现场资料，而现场资料类型多样，而这些具有较强特征的现场资料，都是即时更新、大量、且以无线网路为媒介，因此必须使用高可靠性、高效能且与关联式资料迥异的分布架构。传统的关联数据需要预先设置很多表，因为数据的更新和数据的数量庞大，使得数据的存储和回放工作的利用率降低，进而降低了气田数字应用的整体效能。因此，在历史管理系统中，使用了一个分布式的、二次压缩的存贮体系。工作站的位机上设置了采集器Collector，它能对现场的实时数据进行实时捕获，并将其传输到中央伺服系统。该采集器可以在不同的自动采样点上进行分散和装配。在远程控制系统内，设置了一个远程的数据接收装置，进行数据的即时处理。

结束语

综上所述，随着天然气在各个行业中的应用日益普及，对其应用的需求和应用状况也在逐步改变。由于气体本身的可压缩性，其测量工作比液体测量要复杂得多，因此，对测量天然气的仪表精度提出了更高的要求。因此，企业必须加大对仪器研发的投资力度，研制符合经济性要求的测量仪器就显得尤为重要。目前我国天然气计量中存在的一些问题，在不久的将来，将会得到很好的解决。

参考文献：

[1]孙祥太.我国天然气计量存在的问题及优化策略[J].石化技术,2020,27(09):217-218.

[2]任佳，段继芹，何敏.天然气能量计量系统分级与不确定度评定[J].天然气工业，2022,42(10):115-122.

[3]邹伟.浅谈移动式天然气计量标准装置的期间核查[J].计量与测试技术，2020，47(09):83-87+91.